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Il giorno

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Academic year: 2021

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Testo completo

(1)

1

Il giorno

Giorno siderale (o sidereo)

Intervallo di tempo necessario per una rotazione completa della Terra intorno al suo asse con riferimento alle stelle. Intervallo di tempo fra due culminazioni successive di una stella fissa sul meridiano del luogo.

Durata: 23 h 56 m

Intervallo di tempo necessario per una rotazione completa della Terra intorno al suo asse.

1) Giorno siderale (o sidereo) 23 h 56 m 2) Giorno solare vero (o apparente) ~24 h 3) Giorno solare medio 24 h

stella fissa

stella fissa

Meridiano del luogo Meridiano del luogo

1

2

(2)

Giorno solare vero (o apparente)

Intervallo di tempo necessario per una rotazione completa della Terra intorno al suo asse con riferimento al Sole. Intervallo di tempo fra due culminazioni successive del Sole sul meridiano del luogo.

Durata ~24 h

Meridiano del luogo

Meridiano del luogo

1

2

Differenza fra giorno sidereo e solare

stella fissa

stella fissa

~1°

~1°

Meridiano del luogo

Meridiano del luogo

1

2

(3)

3 Cause della diversa lunghezza

del giorno solare vero

1) Variabilità della velocità di rivoluzione Lunghezza minima in afelio, massima in

perielio.

2) Obliquità dell’eclittica (non coincidenza fra piano dell’eclittica e piano equatoriale)

Lunghezza minima negli equinozi, massima nei solstizi.

Giorno solare medio

E’ la media di tutti i giorni solari veri di un anno. Durata: 24 h

+28s

-22s

Effetto dell’obliquità dell’eclittica

Effetto della variabilità della velocità di rivoluzione Lunghezza

del giorno solare apparente

Effetto combinato

Equinozio

Equinozio Solstizio Solstizio

Mesi dell’anno

stella fissa

afelio

perielio β

α

α

β

(4)

Intervallo di tempo necessario per una rivoluzione completa della Terra intorno al Sole.

Anno siderale (o sidereo)

Intervallo di tempo necessario per una rivoluzione completa della Terra intorno al Sole con riferimento alle stelle.

Durata 365 g 6 h 9 m 10 s

1) Anno siderale (o sidereo) 365 g 6 h 9 m 10 s 2) Anno tropico 365 g 5 h 48 m 46 s

3) Anno del calendario 365 g

L’anno

(5)

5

Anno tropico

Intervallo di tempo fra due equinozi di primavera successivi.

Durata 365 g 5 h 48 m 46 s

α = 50” α

1 2

Periodo: ~26.000anni

(6)

Precessione dell’asse terrestre (o precessione luni-solare)

(7)

7

Le stagioni

Primavera 92

g

19

h

00

m

Estate 93

g

15

h

17

m

---

186

g

10

h

17

m

Figura 4.2 Str.Ingl.

linea dei solstizi linea degli equinozi

Equinozio di Primavera

(20-21 marzo)

Equinozio d’Autunno (22-23 settembre) Solstizio d’Estate

(21-22 giugno)

Solstizio d’Inverno (21-22 dicembre)

Perielio (3 gennaio) Afelio

(4 luglio)

Inizio e fine anno tropico

152 mil. di km 147 mil. di km

Fuoco

Autunno 89

g

19

h

27

m

Inverno 89

g

00

h

05

m

--- 178

g

19

h

32

m

Anno del calendario

Anno convenzionale. Durata: 365 g esatti

Anno bisestile di 366 g ogni 4 anni (29 febbraio)

Un anno è bisestile solo se esattamente divisibile per 4.

Regola degli anni centenari (multipli di 100):

Un anno centenario è bisestile solo se esattamente divisibile per 400.

5 h 48 m 46 s x 4 = 23 h 15 m 04 s

(8)

N

La distribuzione del tempo sulla superficie terrestre

Una differenza angolare in longitudine corrisponde ad una differenza temporale:

15° = 1 h 1° = 4 m 1’ = 4 s

13

11 12 4m 18

6

24

15°

12

Il meridiano di mezzogiorno divide l’emisfero illuminato in due parti uguali per cui l’intervallo di tempo fra l’alba e il mezzogiorno è uguale all’intervallo di tempo fra il mezzogiorno e il tramonto

(9)

9

Ora dell’alba e del tramonto

1) Metodo empirico 2) Metodo analitico

Metodo empirico

Latitudine di tangenza del circolo di illuminazione α = 90° - δ δ = declinazione del Sole

Esempio:

Ora dell’alba ad una lat. 40° N

Distanza angolare dal meridiano delle 6 ~23°

23° x 4 m = 92 m = 1 h 32 m 6 h + 1 h 32 m = 7 h 32 m

Durata del dì 4 h 28 m x 2 = 8 h 56 m 16 h 28 m – 7 h 32 m = 8 h 56 m Distanza angolare dal meridiano di mezz. ~67°

Ora del tramonto

12h + 4h 28m = 16h 28m

67° x 4m = 268m = 4h 28m

12h – 4h 28m = 7h 32m

(10)

L’analemma

(11)

Metodo analitico

sen γ = tg φ x tg δ

Ora dell’alba e del tramonto al solstizio d’inverno ad una latitudine di 40° N φ = 40° δ = 23° 27’ S

sen γ = tg 40° x tg 23° 27’ = 0,839 x 0,434 = 0,364 arcsen 0,364 = 21,34°

21,34° x 4

m

= 85,369

m

= 85

m

22

s

= 1

h

25

m

22

s

alba: 6

h

+ 1

h

25

m

22

s

= 7

h

25

m

22

s

tramonto: 18

h

- 1

h

25

m

22

s

= 16

h

34

m

38

s

(7

h

32

m -

16

h

28

m

)

(12)

I diagrammi alba-tramonto

40°N Alba : met.analitico7:25 grafico 7:20

Tramonto: met. analitico 16:35 grafico 16:35

(13)

13

Il crepuscolo Periodo di illuminazione con presenza di luce solare diffusa (indiretta) che precede l’alba e segue il tramonto.

0° - 6° Crepuscolo civile 0° - 12° Crepuscolo nautico

0° - 18° Crepuscolo astronomico S

W E

(Equinozio)

(14)
(15)

15

Metodo di Eratostene (276-195 a.c.)

1 stadio attico 157m ?? 185m??

157 m x 250.000 = 39.700 km 185 m x 250.000 = 46.250 km

12’ : 360° = 5000 st.att. : x x = (360° x 5000 st.att.) / 7° 12’ = 250.000 st.att.

(16)

Il tempo locale e il tempo standard (o sistema dei fusi orari)

Il tempo locale

Fino al 1866 in Italia era in uso l’ora locale (ogni città aveva l’ora locale) Fra il 1866 e il 1886 tutte le città adottarono l’ora nazionale (ora di Roma)

Il tempo standard (istituito nel 1884, adottato in Italia il 31/10/1893)

Individuazione di 24 meridiani, partendo da quello di Greenwich, distanziati di 15°.

Definizione di un fuso, dell’ampiezza in longitudine di 15°, nell’intorno di ciascun meridiano.

Tutti i luoghi all’interno di un fuso hanno lo stesso orario del meridiano centrale del fuso.

L’orario dei diversi fusi differisce di un numero intero di ore.

7°30’ 7°30’

15°

meridiano orario

(17)

17 1) I limiti dei fusi sono adattati ai limiti amministrativi

2) Alcune nazioni adottano l’ora legale estiva o permanente (Federazione Russa) 3) Alcune nazioni adottando uno spostamento di mezz’ora (India, Afganistan,

Terranova, Australia Centrale, ecc.) o di 45m (Nepal, I.le Chatham (NZ)) 4) La Cina ha un unico fuso orario (invece di 5)

Fusi orari

-11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8 +9 +10 +11 +12 -12

(18)

Linea del cambiamento di data indietro1 giorno

Es.29/10 11 h 15 m 22 s

avanti 1 giorno 29/10

30/10

(19)

19

Il tempo solare apparente e il tempo solare medio

Il tempo solare apparente è la somma dei giorni, ore e minuti solari apparenti

Il tempo solare medio è la somma dei giorni, ore e minuti solari medi.

Inizio novembre

TSA 12:00:00 12:00:00 12:00:00 12:00:00

| 24

h

0

m

01

s

| 24

h

0

m

02

s

| 24

h

0

m

03

s

|

TSM 12:00:00 12:00:01 12:00:03 12:00:06

Equazione del tempo = TSA – TSM

+ Sole in anticipo (o veloce) – Sole in ritardo (o lento)

12:00:00 - 12:00:06 = - 06 s

(20)

TSA = TSM

15 aprile 15 giugno 1 settembre 25 dicembre

Equazione del tempo = TSA – TSM

Sole Lento

_

Sole veloce

+

+ 16 m (3/11)

- 14 m (12/2)

(21)

21 Esempio di utilizzo dell’equazione del tempo

Considerazioni:

1) Il nord è individuato dall’ombra di un oggetto verticale nel momento del mezzogiorno solare (culminazione del sole sul meridiano del luogo).

2) L’orologio misura il tempo solare medio ed è regolato sul tempo standard (fuso orario) Quale ora indica l’orologio (tempo solare medio locale) al momento della culminazione del Sole (mezzogiorno solare apparente) a Parma il 30/10?

0° 7° 30’ 15° 22° 30’

10° 19’ 15° - 10° 19’ = 4° 41’ = 281’

281’ x 4

s

= 1124

s

= 18

m

44

s

12

h

+ 18 m 44

s

= 12

h

18 m 44

s

Equazione del tempo il 30/10 = +16 m 05 s

12

h

18 m 44

s

- 16 m 05

s

= 12

h

02 m 39

s

Il 12/2 ? Eq. Del tempo = -14 m 05 s 12 h 18 m 44 s + 14 m 05 s = 12 h 32 m 49 s

Parma Long. 10° 19’ E

Si debba individuare la direzione del nord in un punto a Parma (Campus) il 30/10 senza

l’ausilio di una bussola o del GPS.

(22)

Ore esatte dell’alba e del tramonto

1) Rifrazione atmosferica 2) Dimensioni del disco solare

Rifrazione atmosferica Densità

crescente

β

α

(23)

23 L’orizzonte apparente (o sensibile) è una superficie curva che delimita il campo di visibilità in un punto della superficie terrestre.

Orizzonte geometrico Orizzonte sensibile

o apparente

S

W E

(24)

(Equatore all’equinozio) 36’ + 16’ = 52’ 52’ x 4 s = 208 s = 3 m 28 s

T = x / sen50°

T = 52’ / 0,766 = 67’ x 4 s = 268 s = 4 m 28 s

} 36’

orizzonte geometrico

orizzonte sensibile

} 16’

Dimensioni del disco solare

lat. 40° N

36’

Orbita apparente a 40° N

(25)

25 Sole

Lento _

Sole veloce

+

+ 16 m (3/11)

- 14 m (12/2)

(26)

Variabilità delle date

degli Equinozi e dei Solstizi Equinozio di primavera (GMT) 1988 9 h 56 m 20/3

365 g 5 h 48 m

_____________________

1989 15 h 44 m 20/3

365 g 5 h 48 m

_____________________

1990 21 h 32 m 20/3

365 g 5 h 48 m

_____________________

1991 27 h 20 m = 3 h 20 m 21/3 365 g 5 h 48 m

_______________________

1992 9 h 08 m 20/3

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